双酚A（BPA）暴露损害人胆碱能神经元突触功能：结构改变与活性依赖性基因表达失调的机制研究

本研究揭示环境内分泌干扰物双酚A（BPA）通过降低人胆碱能神经元模型（SH-SY5Y）的树突复杂性、改变突触蛋白（SYP/SYT/PSD-95）表达并破坏活性调控基因（BDNF/NR4A1/LINC00473）的响应模式，从而损害突触功能。该发现为BPA与神经发育障碍（ASD/AD）的关联提供了分子层面证据。

引言

双酚A（BPA）作为一种广泛存在的环境内分泌干扰物，可通过饮食摄入等多种途径进入人体。由于其亲脂特性，BPA能够穿越血脑屏障和胎盘屏障，对从胚胎发育到成年期的整个生命周期产生不利影响。尽管BPA对动物模型大脑发育和功能的有害作用已被广泛记录，但其对人类成熟神经元（特别是突触活动）的影响仍知之甚少。本研究采用人胆碱能神经元模型，探讨BPA对突触功能的潜在影响。

材料与方法

实验使用SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞系，通过视黄酸（RA）和脑源性神经营养因子（BDNF）诱导分化为胆碱能神经元，分化周期为12天。在分化第11天，细胞接受80μM BPA或溶剂对照处理24小时。通过形态计量学分析（NeuronJ插件）、Western blot（检测SYP、SYT、PSD-95、CASP-3、PARP1等蛋白）、qPCR（检测CHAT、ACHE、VACHT、CHRNB4、BDNF、NR4A1、LINC00473等基因表达）以及KCl去极化刺激实验，全面评估BPA对神经元结构、突触蛋白和活性依赖基因表达的影响。

结果

BPA暴露诱导应激并改变神经元形态

使用80μM BPA处理24小时未引起明显细胞死亡，CASP-3和PARP1未出现剪切条带，但全长PARP1蛋白水平显著增加，同时内质网应激标志基因CHOP的mRNA水平上调，表明细胞处于应激状态。形态计量学分析显示，BPA处理后神经元的突起数量、总长度和分支节点数均显著减少，表明树突复杂性降低。

BPA改变突触蛋白表达

Western blot分析发现，BPA处理后突触前蛋白（SYT和SYP）和突触后蛋白（PSD-95）的表达均显著降低，提示突触结构和/或数量可能发生改变。

BPA对乙酰胆碱（ACh）稳态的影响

qPCR结果显示，BPA处理显著上调乙酰胆碱合成酶（CHAT）和降解酶（ACHE）的mRNA水平，但对囊泡乙酰胆碱转运体（VACHT）和尼古丁受体亚基（CHRNB4）的表达无显著影响，表明ACh代谢稳态被破坏。

BPA对突触活性的影响

通过KCl去极化模拟突触活动发现，BPA处理破坏了活性依赖基因的正常响应模式。对照组中BDNF、LINC00473和NR4A1在去极化后表达上调，而BPA处理组中BDNF和LINC00473的诱导被抑制。NR4A1在BPA处理后基础表达升高，但去极化后反而下降，表明其响应模式发生紊乱。

讨论

本研究证实，短期亚致死剂量BPA暴露即可引起人胆碱能神经元的结构和功能改变。树突复杂性降低和突触蛋白表达减少与先前动物研究结果一致，支持BPA对突触完整性的损害。胆碱能系统相关基因（CHAT和ACHE）的早期上调可能是对初始干扰的代偿反应。活性依赖基因（BDNF、NR4A1和LINC00473）响应模式的破坏尤其值得关注：BDNF是突触可塑性和神经元存活的关键因子；NR4A1作为雌激素诱导基因，可能参与应激响应；LINC00473作为灵长类特异的突触活动调控lncRNA，其表达抑制为BPA与抑郁等情绪障碍的关联提供了分子线索。这些发现表明，BPA可能通过干扰突触可塑性和神经转录程序，增加神经精神 disorders（如ASD、抑郁）和 neurodegenerative diseases（如AD）的风险。

结论

本研究证明短期BPA暴露可损害人胆碱能神经元的突触功能，涉及形态改变、突触蛋白表达失调和活性依赖基因响应异常。该模型为研究BPA在神经发育障碍和 neurodegenerative diseases 中的作用提供了有价值的平台，也为环境因素与脑健康关系的机制研究提供了新的实验依据。